DE102006050847A1 - Doppelwandiger Partikelfilter zum Befördern von gefiltertem Abgas zu einem Verdichter eines Dieselmotorturboladers - Google Patents

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Abstract

Eine Verbrennungsmotor-Abgasrückführungsanlage. Ein Turbinenabschnitt eines Turboladers ist mit einem Abgaskrümmer des Motors verbunden. Ein Verdichterabschnitt weist einen mit einem Ansaugkrümmer des Motors verbundenen Ausgang auf. Die Abgasnachbehandlungsanlage ist mit einem Ausgang des Turbinenabschnitts verbunden. Die Abgasnachbehandlungsanlage umfasst einen Partikelfilter mit: einem Gehäuse aus einer Außenwand und einer Innenwand; einem in der Innenwand des Gehäuses angeordneten Partikel filternden Abschnitt und einem zwischen der Innenwand und der Außenwand ausgebildeten Kanal. Der durch die Außenwand erzeugte Kanal umfasst: einen stromabwärts des Filterabschnitts angeordneten Einlass zum Aufnehmen eines Teils der aus dem Filterabschnitt austretenden Abgase und einen mit dem Eingang des Verdichterabschnitts der Turbine verbundenen Auslass zum Befördern der von dem Einlass des Kanals aufgenommenen Abgase zu einem Eingang des Verdichterabschnitts.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft allgemein Abgasrückführungssysteme (AGR) von Verbrennungsmotoren und insbesondere AGR-Systeme für Diesel-Verbrennungsmotoren mit Turboladern und Partikelfiltern.
  • Wie auf dem Gebiet bekannt ist, werden künftige Dieselmotoren bei einem niedrigeren Feedgas-NOx-Wert laufen müssen, um Emissionsforderungen gerecht zu werden. Ein Weg zur Unterstützung dieses Prozesses wäre das Einführen von Niederdruck-Abgasrückführung (NDAGR). Um diese NDAGR richtig zu nutzen, wird ein Teil von Abgasen von stromabwärts des Dieselpartikelfilters (DPF) zurück zum Verdichter eines mit dem Motor verwendeten Turboladers geleitet. Ein Weg zum Vorsehen eines solchen Rückleitens ist das Verwenden zusätzlicher Abgasrohre, um die NDAGR von dem Endrohr (nach dem DPF) zum Einlass (vor dem Turbolader) zu befördern.
  • Wie ebenfalls auf dem Gebiet bekannt ist, sind viele Dieselmotorfahrzeuge mit einem DPF mit doppelwandigen Abgasrohren zum Beibehalten der Abgastemperaturen in den Abgasrohren während kritischer Temperatursteuerungsschwankungen
    (Regenerierungen des DPF bei Bedingungen kalter Witterung oder Regens)
    ausgestattet.
    •
  • Kurzdarlegung
  • Erfindungsgemäß wird eine Verbrennungsmotor-Abgasrückführungsanlage für einen Verbrennungsmotor an die Hand gegeben. Der Motor ist mit einem Turbolader verbunden. Ein Turbinenabschnitt des Turboladers ist mit einem Abgaskrümmer des Motors verbunden. Ein Verdichterabschnitt weist einen mit einem Ansaugkrümmer des Motors verbundenen Ausgang auf. Die Abgasnachbehandlungsanlage ist mit einem Ausgang des Turbinenabschnitts verbunden. Die Abgasnachbehandlungsanlage weist einen Partikelfilter auf. Der Partikelfilter umfasst: ein Gehäuse mit einer Außenwand und einer Innenwand; einen in der Innenwand des Gehäuses angeordneten Partikel filternden Abschnitt; und einen zwischen der Innenwand und der Außenwand ausgebildeten Kanal. Der Kanal umfasst: einen stromabwärts des Filterabschnitts angeordneten Einlass zum Aufnehmen eines Teils der aus dem Filterabschnitt austretenden Abgase und einen mit einem Eingang des Verdichterabschnitts der Turbine verbundenen Auslass zum Befördern des Teils der von dem Einlass des Kanals aufgenommenen Abgase zu einem Eingang des Verdichterabschnitts.
  • Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungen der Erfindung werden in den Begleitzeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor.
    •
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schaubildliche Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungsanlage;
  • 2 ist eine isometrische Darstellung eines hinteren Teils eines Dieselpartikelfilter-Gehäuses für die Abgasnachbehandlungsanlage von 1 gemäß der Erfindung;
  • 3 ist eine Darstellung eines vorderen Teils des Dieselpartikelfilter-Gehäuses für die Abgasnachbehandlungsanlage von 1; und
  • 4 ist eine schaubildliche Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einer Abgasnachbehandlungsanlage nach einer anderen Ausführung der Erfindung.
  • Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
  • Eingehende Beschreibung
  • Unter Bezug nun auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 12, hier ein Dieselmotor, gezeigt. Der Motor 12 ist mit einem Turbolader 14 verbunden. Eine Niederdruck-Abgasrückführungsanlage (NDAGR) 16 ist zum Rückführen von nachbehandelten Abgasen zurück zum Turbolader 14 vorgesehen.
  • Im Einzelnen ist ein Turbinenabschnitt 18 des Turboladers 14 mit einem Abgaskrümmer 20 des Motors 12 verbunden. Ein Verdichterabschnitt 22 weist einen mit einem Ansaugkrümmer 24 des Motors 12 verbundenen Ausgang auf. Die Abgasnachbehandlungsanlage 16 ist mit einem Ausgang des Turbinenabschnitts 18 verbunden. Die Abgasnachbehandlungsanlage 16 weist einen Dieselpartikelfilter (DPF) 26 auf. Der Partikelfilter 26 umfasst: ein Gehäuse 28 mit einer Außenwand 30 und einer Innenwand 32; einen Partikel filternden Abschnitt 34, der in der Innenwand 32 des Gehäuses 28 angeordnet ist; und einen zwischen der Innenwand 32 und der Außenwand 30 ausgebildeten Kanal 36. Der Kanal 36 umfasst: einen stromabwärts des Filterabschnitts 34 angeordneten Einlass 40 zum Aufnehmen eines Teils von Abgasen 50a, die aus dem Filterabschnitt 34 austreten (2 und 3); und einen Auslass 42, der wie gezeigt mit einem Eingang des Verdichterabschnitts 22 der Turbine 14 verbunden ist, zum Zuführen des Teils der von dem Einlass 40 des Kanals 36 aufgenommenen Abgase 50a zu einem Eingang des Verdichterabschnitts 22.
  • Im Einzelnen strömen die Abgase des Motors 12 von dem Abgaskrümmer 20 durch den Turbinenabschnitt 18 des Turboladers 14 die Abgasrohre hinunter, treten durch eine Konfiguration eines erforderlichen Katalysators, beispielsweise die in 4 gezeigte Anordnung, und dann durch den DPF 28 hin zum nicht dargestellten Endrohr. In dem Austrittskegel des DPF 28 befinden sich mehrere kleine Einlässe, wobei die Abgase zurück in den Kanal 36 treten können, hier zum Beispiel ein 0,32 cm bis 0,63 cm großer Spalt in dem doppelwandigen Gehäuse der Ummantelung bzw. dem Gehäuse des gesamten Katalysator/DPF. Von hier kann der Unterdruck von dem Turboladerverdichter 16 oder einer Sekundärluftpumpe 62 verwendet werden, um das Abgas von dem Bereich hinter dem DPF (d.h. dem Bereich stromabwärts des Partikel filternden Abschnitts 34 durch das doppelwandige Rohr, d.h. Kanal 36) strömen zu lassen. Es wird hingewiesen, dass bei Bedarf ein nicht dargestellter AGR-Kühler vor der Wiedereinleitung von AGR in den hinter dem Luftfilter 66 angeordneten Frischlufteinlass angeordnet sein kann. Dadurch mischt sich der nachbehandelte Teil der Abgase am Ausgang des Kanals 36 mit Frischluft vom Luftfilter 66, und dieses Gemisch wird wie gezeigt dem Verdichterabschnitt des Turboladers 22 zugeführt.
  • An einem Punkt, an dem es günstig ist, die Gase näher zum Einlass und weg vom Abgasstrom zu bewegen, möglicherweise am Turboladerflansch, ist ein Rohr zu Beginn des doppelwandigen Abschnitts ausgebildet, wie in 3 gezeigt wird, und lässt die NDAGR (bei Bedarf in einem biegsamen Anschlussstück 43) den Einlass (vor dem Turboverdichter) hinauf strömen. Hier kann die saubere NDAGR vor dem Turbo (Verdichterseite) bei Bedarf mit einem Regulierventil eingeleitet werden. Diese NDAGR kann dann noch mehr Luft in dem Ansaugkrümmer [2] verdrängen, aber aufgrund ihrer sauberen und verdichteten Natur mit reduziertem Turboloch und kleinerer Partikelzahl.
  • Es wurden eine Reihe von Ausführungen der Erfindung beschrieben. Dennoch versteht sich, dass verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel durch Ändern der Position des DPF, so dass er sich stromaufwärts von Katalysatoren befindet. Demgemäß fallen andere Ausführungen in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche.

Claims (6)

  1. Verbrennungsmotoranlage mit: einem Verbrennungsmotor; einem Turbolader mit: einem mit einem Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors verbundenen Turbinenabschnitt; und einem Verdichterabschnitt, der einen mit einem Ansaugkrümmer des Motors verbundenen Ausgang aufweist; einer mit einem Ausgang des Turbinenabschnitts verbundenen Abgasnachbehandlungsanlage, wobei die Abgasnachbehandlungsanlage einen Partikelfilter aufweist, wobei der Partikelfilter umfasst: ein Gehäuse mit einer Außenwand und einer Innenwand; einen in der Innenwand des Gehäuses angeordneten Partikel filternden Abschnitt; einen zwischen der Innenwand und der Außenwand ausgebildeten Kanal, wobei der Kanal aufweist: einen stromabwärts des Filterabschnitts angeordneten Einlass zum Aufnehmen eines Teils von aus dem Filterabschnitt austretenden Abgasen und einen mit einem Eingang des Verdichterabschnitts der Turbine verbundenen Auslass zum Zuführen des Teils der von dem Einlass des Kanals aufgenommenen Abgase zu einem Eingang des Verdichterabschnitts.
  2. Verbrennungsmotoranlage mit: einer mit einem Ausgang des Motors verbundenen Abgasnachbehandlungsanlage, wobei die Abgasnachbehandlungsanlage einen Partikelfilter aufweist, wobei der Partikelfilter umfasst: ein Gehäuse mit einer Außenwand und einer Innenwand; einen in der Innenwand des Gehäuses angeordneten Partikel filternden Abschnitt; einen zwischen der Innenwand und der Außenwand ausgebildeten Kanal, wobei der Kanal aufweist: einen stromabwärts des Filterabschnitts angeordneten Einlass zum Aufnehmen eines Teils von aus dem Filterabschnitt austretenden Abgasen und einen Auslass zum Zuführen des von dem Einlass des Kanals aufgenommenen Teils von Abgasen.
  3. Verbrennungsmotoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Dieselmotor ist.
  4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3 mit einer zwischen dem Auslass und dem Verdichterabschnitt angeordneten Luftpumpe.
  5. Verbrennungsmotoranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Dieselmotor ist.
  6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2 mit einer mit dem Auslass verbundenen Luftpumpe.
DE102006050847A 2005-11-03 2006-10-27 Doppelwandiger Partikelfilter zum Befördern von gefiltertem Abgas zu einem Verdichter eines Dieselmotorturboladers Ceased DE102006050847A1 (de)

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